濃縮乳熱處理工藝對嬰兒配方乳粉細(xì)菌數(shù)及理化性質(zhì)的影響

李妍 ，任東妍，王紅，李海梅，張列兵，3

（1.北京工商大學(xué)食品質(zhì)量與安全北京實驗室，北京100048；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083；3.食品安全與營養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，哈爾濱150030）

0 引言

嗜熱性芽孢桿菌是乳粉的常見污染菌，其污染程度被視為乳粉加工中衛(wèi)生條件的一個衡量指標(biāo)[1-3]。國產(chǎn)乳粉中的嗜熱芽孢桿菌污染嚴(yán)重[4]。，地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）是主要污染菌之一[5]。有報道地衣芽孢桿菌可能產(chǎn)生毒素并與食品中毒有關(guān)[6-9]因此，嗜熱芽孢污染對乳粉品質(zhì)及安全構(gòu)成潛在威脅。研究證實，嗜熱芽孢桿菌易在物料的蒸發(fā)濃縮階段增殖并污染乳粉產(chǎn)品[11]對濃縮乳高溫殺菌可在一定程度上降低嗜熱芽孢桿菌數(shù)量，提高乳粉的微生物品質(zhì)[12]。但熱處理在改善微生物指標(biāo)的同時，會影響乳粉的理化性質(zhì)，本文研究濃縮乳高溫殺菌對嬰兒配方乳粉的細(xì)菌總數(shù)及理化特性的影響，考察濃縮乳高溫殺菌工藝的可行性，為改善嬰兒配方乳粉品質(zhì)和安全提供新的方法參考。

1 實驗

1.1 材料

嬰兒配方乳粉配料（每4 kg乳粉中添加量）：鮮乳7 kg，全脂乳粉0.16 kg，WPC70為2 kg，精煉植物油0.76 kg，蔗糖0.2 kg，復(fù)合微量元素0.012 kg，固形物35.6%。

1.2 處理工藝

濃縮乳制備→預(yù)熱（65℃）→均質(zhì)（5 MPa/15 MPa）→熱處理（分別經(jīng)95 ℃/15 s（LHT）和110 ℃/4 s（HHT）殺菌工藝）→噴霧干燥（進(jìn)風(fēng)180℃，出風(fēng)80℃）→產(chǎn)品（取樣檢測各項指標(biāo)）

1.3 檢測指標(biāo)

1.3.1 理化及衛(wèi)生指標(biāo)

蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、水分、雜質(zhì)度、細(xì)菌總數(shù)指標(biāo)按GB10765-2010[10]中規(guī)定的方法檢測。

1.3.2 乳粉的物理特性

（1）顆粒密度、容積密度、可分散性、可潤濕性參照文獻(xiàn)[13]中方法檢測。

（2）流動性采用粉體綜合特性測試儀（BT-1000）測定。

（3）不溶度指數(shù)根據(jù)GB 5413.29-2010[14]中的方法測定。

（4）表面游離脂肪，按文獻(xiàn)[15]中方法進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 對乳粉微生物及理化指標(biāo)的影響

2.1.1 細(xì)菌總數(shù)

為考察被芽孢桿菌污染的濃縮乳物料的殺菌效果，向調(diào)配好的嬰兒配方乳粉濃縮物料中添加104CFU g-1地衣芽孢桿菌。地衣芽孢桿菌是我國國產(chǎn)乳粉中芽孢桿菌污染的優(yōu)勢菌之一[4]。采用LHT和HHT兩種不同方式殺菌處理后，檢測細(xì)菌總數(shù)的變化，結(jié)果如表1所示。

表1 不同處理乳粉菌落總數(shù) g-1

細(xì)菌總數(shù)是嬰兒配方乳粉重要的衛(wèi)生指標(biāo)之一。嗜熱芽孢桿菌能夠耐受乳粉生產(chǎn)中的巴氏殺菌而存活，并且能夠在蒸發(fā)濃縮的溫度條件下滋生，極易造成乳粉的污染[1]。兼性嗜熱芽孢桿菌，如地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌能夠在37℃條件下生長，是細(xì)菌總數(shù)構(gòu)成的主要菌群[4]。因此降低芽孢桿菌數(shù)對于控制乳粉的細(xì)菌總數(shù)指標(biāo)具有重要意義。由表1可以看出，LHT和HHT兩種不同殺菌條件對乳粉的細(xì)菌總數(shù)影響顯著（P＜0.05）。污染地衣芽孢桿菌的濃縮物料經(jīng)HHT處理后，干燥得到的乳粉細(xì)菌總數(shù)200 g-1，能夠滿足GB10765的要求，而LHT處理后得到的乳粉細(xì)菌總數(shù)超過1 000 g-1，不能達(dá)到國標(biāo)的要求。

2.1.2 理化指標(biāo)

熱處理強度對乳粉的理化性質(zhì)也有重要的影響。在細(xì)菌總數(shù)基礎(chǔ)上檢測乳粉的各項理化指標(biāo)，結(jié)果如表2所示。

LHT和HHT兩種熱處理條件對乳粉的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及滴定酸度的影響不大，處理后得到的兩乳粉樣品這些指標(biāo)均能達(dá)到GB10765的要求，且樣品間差異不大。乳粉的雜質(zhì)度受不同熱處理條件影響顯著，HHT處理的乳粉雜質(zhì)度指標(biāo)高于LHT處理的樣品（P＜0.05），這可能與高溫處理的濃縮乳在干燥過程中更容易產(chǎn)生焦粉有關(guān)[13]。但兩樣品的雜質(zhì)度指標(biāo)仍在國標(biāo)限量范圍內(nèi)。

表2 不同處理乳粉的各項理化指標(biāo)

2.2 對乳粉物理特性的影響

2.2.1 密度

從商業(yè)和功能性角度而言，密度對于乳粉具有重要意義。容積密度指一定體積乳粉的重量。高容積密度的產(chǎn)品可以節(jié)省包裝材料、貯藏和運輸空間。從感官或速溶性出發(fā)，某些乳粉要求通過附聚實現(xiàn)低容積密度[13]。乳粉的容積密度是許多特性綜合的結(jié)果。顆粒密度是決定容積密度的主要因素之一[13]。由表3可以看出，不同熱處理方式對嬰兒配方乳粉密度影響不大，HHT處理的乳粉樣品的顆粒密度和容積密度略高于LHT，但統(tǒng)計學(xué)差異不顯著（p＞0.05）。

表3 不同熱處理乳粉的密度

2.2.2 流動性

流動性是指乳粉自由流動的能力。乳品工業(yè)中，良好流動性對于乳粉輸送、灌裝和貯存、計量或選擇粉體混合條件等都非常重要[13]。流動性受顆粒形狀、大小、密度及表面性質(zhì)等因素影響，通常由休止角，壓縮度、平板角、均齊度、凝集度等指標(biāo)綜合表示。兩種不同熱處理得到的嬰兒配方乳粉的流動性檢測結(jié)果如表4所示。

表4 不同熱處理乳粉的流動性結(jié)果

休止角是指粉體堆積層的自由表面在靜止平衡狀態(tài)下，與水平面的最大角，是反應(yīng)流動性最直接的指標(biāo)之一，休止角越小，粉體的流動性越好。壓縮度指樣品的振實密度與松裝密度之差與振實密度之比，其大小反映粉體的凝聚性、疏松狀態(tài)，數(shù)值越小，粉體的流動性越好。通常壓縮度20%以下的粉體流動性較好。平板角（刮鏟角）指將埋在粉體中的平板刮刀垂直向上提起，粉體在平板上形成的斜面和平板之間的夾角。平板角越小，粉體流動性越好。均齊度是乳粉顆粒的形狀指數(shù)，表示顆粒長度、寬度、厚度三者之比。均齊度越小，顆粒形狀規(guī)則，流動性越好[16]。凝集度是粉體顆粒表面上顯現(xiàn)出的相互凝集力。凝集度小，粉體顆粒間相互凝聚力小，流動性好。從表4結(jié)果可見，HHT處理的乳粉樣品休止角、壓縮度、均齊度和凝集度指標(biāo)值都明顯小于LHT處理的樣品（P＜0.05），而兩樣品的平板角指標(biāo)無明顯差異（P＞0.05）。這表明HHT處理乳粉的流動性優(yōu)于LHT處理的樣品。

2.2.3 復(fù)水性

乳粉必須水溶解才能消費和應(yīng)用，良好的復(fù)水性非常重要。復(fù)水過程受乳粉顆粒附聚程度、溫度、分散性、潤濕性、沉降性、溶解性等多方面影響[13]。這里采用分散度、潤濕時間和不溶度指數(shù)指標(biāo)綜合評價兩種不同熱處理對嬰兒配方乳粉復(fù)水性的影響。結(jié)果見表5。

表5 不同處理乳粉復(fù)水性指標(biāo)結(jié)果

可分散性與粒子擴(kuò)散和溶解速度有關(guān)，受可潤濕性影響較大。分散性良好的乳粉必需是可潤濕的[13]。溶解性是決定乳粉復(fù)水性總體質(zhì)量的關(guān)鍵因素。由表5可以看出，HHT處理的乳粉分散度高于LHT的樣品（P＜0.05）；潤濕時間也比LHT的乳粉略短，但統(tǒng)計學(xué)意義差異不顯著（P＞0.05）；不溶度指數(shù)兩樣品間沒有差異。這說明本實驗條件下HHT處理的乳粉復(fù)水性優(yōu)于LHT處理。

2.2.4 游離脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)

加工工藝處理會影響乳粉中脂肪的存在狀態(tài)及分布。游離脂肪會影響乳粉物理性質(zhì)及貨架期。表面游離脂肪的疏水性會降低乳粉的流動性和分散性，也是全脂乳粉與冷水混合時表面不可潤濕性的直接原因[13]。游離脂肪高易造成乳粉結(jié)塊，外露于空氣中易于氧化，降低乳粉保質(zhì)期及導(dǎo)致風(fēng)味缺陷。本研究中HHT處理后的乳粉的游離脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)（36.09%）明顯低于LHT處理的樣品（46.76%）。這可能與高溫處理引起的濃縮乳粘度增加有關(guān)。HHT處理下，濃縮乳中的乳清蛋白變性比LHT更強烈（數(shù)據(jù)未給出），導(dǎo)致濃縮乳粘度增加，有利于降低乳粉游離脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[13]。

3 結(jié)論

綜上，采用濃縮乳高溫殺菌工藝能夠較有效控制嬰兒配方乳粉細(xì)菌總數(shù)指標(biāo)，HHT處理可有效降低模擬芽孢桿菌污染的物料的細(xì)菌數(shù)，使終產(chǎn)品細(xì)菌總數(shù)低于1 000 CFU/g。對比分析HHT和LHT處理對嬰兒配方乳粉的產(chǎn)品的基本理化性質(zhì)、流動性、溶解性、游離脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響，表明兩種工藝得到的產(chǎn)品基本理化性質(zhì)能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。與LHT相比，HHT處理后乳粉的流動性、游離脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)有改善。實驗結(jié)果表明濃縮乳高溫處理工藝用于控制嬰兒配方粉微生物指標(biāo)具有一定的可行性。

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